работа на тему «радиоприемники ам сигналов» (стр. 1 из 3)

Санкт - Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций

им. проф. М. А. Бонч-Бруевича

курсовая работа

на тему «радиоприемники АМ сигналов»

выполнил: студент гр. ФП-91

Мишлано Дмитрий.

принял: доцент Кацнельсон Л.Н.

Санкт-Петербург

2003 г.

Задание на курсовое проектирование:

1. диапазон частот 7,0 – 7,4 МГц

2. чувствительность не хуже 50мВ

3. эквивалент антенны 7.5 пФ

4. ослабление по зеркальному каналу σ_ЗК >14 дБ

5. ослабление по соседнему каналу σ_СК >40 дБ

6. С_Hmin=10 пФ

7. С_Нmax=330 пФ

1. Эскизный расчет структурной схемы приемника

1.1 . Задачи расчета

Типовая структурная схема современного приемника содержит основные узлы, изображенные на рис 1

Там же обозначены коэффициенты передачи отдельных узлов и уровни напряжений на входе каждого из них при задающем напряжении или напряженности поля, равными чувствительности приемника.

Работу начинаем с выбора приемника – прототипа из приемников выпускаемых промышленностью. В дальнейшей работе будем опираться на результаты этого изучения, что позволит уменьшить вероятность ошибок при проектировании и, при необходимости получить дополнительный справочный материал. Приемник – прототип построен на основе интегральной микросхемы К174ХА2. Структурная схема приемника – прототипа представлена на рисунке:

Микросхема интегральная предназначена для работы в радиовещательных приемниках АМ сигналов третьей группы сложности, но может также использоваться и в радиовещательных приемниках второй группы сложности с внешним гетеродином, что дает повышенную устойчивость к перекрестным помехам.

1,2 – вход УВЧ 10 – индикаторный выход

3 – вход УПТ 11,12 – вход УПЧ

4,5,6 – вывод 13 – вывод

7 – выход УПЧ 14 – U_П

8 – общий 15,16 – выход смесителя

9 – вход УПТ

Интегральная схема содержит усилитель сигналов радиочастоты А1 с системой АРУ А2, смеситель UZ1, усилитель промежуточной частоты А4 с системой АРУ А5, гетеродин G1 и стабилизатор А3.

Обоснование структурной схемы включает в себя:

- выбор значения промежуточной частоты, избирательных систем тракта ПЧ и преселектора;

- выбор элемента настройки обоснование способа настройки;

- выбор детектора приемника;

1.2. Выбор значения промежуточной частоты

Число преобразований частоты в приемнике и значение промежуточной частоты f_ПЧ выбирается из условий обеспечения требований по ослаблению зеркального и соседнего каналов. В проектируемых приемниках эти требования обычно могут быть обеспечены при использовании одного преобразования частоты и стандартного значения f_ПЧ В бытовой аппаратуре приняты следующие значения f_ПЧ :

- 465 кГц в радиовещательных приемниках АМ сигналов (диапазон КВ).

1.3. Выбор избирательной системы тракта ПЧ

Основную роль в формировании резонансной характеристики приемника и обеспечении требований ТЗ по ослаблению соседнего канала играет тракт промежуточной частоты. Полоса пропускания приемника (ΔF_ПР) приблизительно равна полое пропускания тракта ПЧ.

Значение ΔF_ПР определяют следующим образом:

, где ΔF_С – полоса частот принимаемого сигнала

- нестабильности частот передатчика и приемника.

Для АМ сигналов ΔF_С = 2F_В , где F_В – высшая частота модуляции, равная 5000Гц.

ΔF_С = 2F_В=10000 Гц

Нестабильность частоты вещательных передатчиков не превышает 10Гц в диапазоне КВ, нестабильность частоты настройки приемника составляет приблизительно

, - высшая частота настройки приемника. ΔFпр=1,15 10⁴Гц

Из-за высокой нестабильности частоты настройки приемника рассчитанное значение превышает 1.1ΔFс ,то принимают ∆Fпр=1.1ΔFс=1.1 10⁴ Гц. В этом случае следует либо применить в приемнике систему АПЧ с коэффициентом автоподстройки

Капч≥10^-3f₀ ∕(0.1∆Fс)

Либо смириться с необходимостью ручной подстройки частоты в процессе радиоприема.

В современных приемниках избирательность тракта ПЧ обеспечивается ФСИ (фильтры сосредоточенной избирательности). Выбор ФСИ производят исходя из требований ТЗ по ослаблению соседнего канала.

Тип фильтра ФП1П-60.01(пьезокерамический фильтр на среднюю частоту 465 кГц)

Для ФСИ ФП1П-60.01 определяют его коэффициент К_0Ф передачи напряжения по центральной частоте:

- коэффициент передачи на центральных частотах К_Р = -6дБ;

- входное сопротивление R_ВХ = 3кОм;

- выходное сопротивление R_ВЫХ = 2кОм;

- выходная и входная емкости С_ВЫХ = С_ВХ = 10пФ;

- допустимое напряжение не более 3В;

- полоса пропускания на уровне 6дБ 4,0-6,0 кГц;

- относительное затухание 50 дБ.

1.4. Определение числа и типа избирательных систем преселектора

Число избирательных систем преселектора в каждом диапазоне определяют исходя из заданного ослабления зеркального канала, которое должно обеспечиваться на максимальной частоте диапазона (f₀ = f_max), т.е. в «худшей точке».

Задаемся значением конструктивной (максимальной реализуемой на данной частоте) добротности контура преселектора Q_K=180, оцениваем значения добротности эквивалентного контура и его полосы пропускания

Qкэ=0.6·Qк=108

ΔFкэ=f

Рассчитаем крутизну характеристики избирательности преселектора, при которой будет обеспечено выполнение требований ТЗ по ослаблению зеркального канала:

3дБ – ослабление на границах полосы пропускания

Рассчитываем число колебательных контуров преселектора

round означает округление аргумента до ближайшего целого числа, превышающего аргумент, 20 дБ/дек – крутизна характеристики избирательности одного колебательного контура за пределами полосы пропускания.

Если

=1 преселектор содержит одноконтурное входное устройство, УРЧ может отсутствовать.

Приняв решение о числе колебательных контуров преселектора и значении их добротности, проверяем выполнение требования ТЗ по ослаблению помехи с частотой, равной промежуточной, на частоте диапазона ближайшей к f_ПЧ:

1.5. Выбор способа и элемента настройки

Проектируемый приемник содержит несколько поддиапазонов с различными коэффициентами перекрытия по частоте К_Д = f_max/f_min, где f_max и f_min максимальная и минимальная расчетные частоты.

В реальном контуре параллельно конденсатору настройки всегда есть некая суммарная емкость С₀, состоящая из паразитных емкостей схемы и, возможно, емкости подстроечного конденсатора. Выбирая элемент настройки общий для всех поддиапазонов, следует проверить выполнение условия

где К_Дмакс -наибольший коэффициент перекрытия из числа поддиапазонов проектируемого приемника.

При механической настройке блоком КПЕ каждая из секций блока подключается к своему контуру (входного устройства, УРЧ, гетеродина). При повороте ротора конденсатора изменение емкости происходит одновременно во всех контурах. Для обеспечения минимальной погрешности сопряжения настроек гетеродина и контуров преселектора в контур гетеродина включают специальные конденсаторы сопряжения.

1.6. Выбор детектора сигнала

В качестве детектора АМ сигналов предпочтительно использовать последовательную схему диодного детектора:

В этом случае детектор подключают к колебательному контуру последовательного каскада УПЧ непосредственно или с помощью трансформаторной связи. Детектор должен работать в режиме сильных сигналов, что обеспечивает при напряжении на входе детектора U_ВХД≥0,4В при использовании германиевого диода. Возьмем универсальный высокочастотный диод ГД407А:

Предназначены для работы в качестве детекторов АМ сигналов в радиовещательных приемниках. Выпускаются в металлостеклянном корпусе и имеют гибкие выводы.

Электрические параметры:

- постоянное обратное напряжение 5В;

- постоянный прямой ток при U_ПР=0,5В 5мА;

- коэффициент передачи детектора 0,33 – 0,47;

- входное сопротивление детектора 15 – 30 кОм.

Предельные эксплуатационные данные:

- диапазон рабочей температуры t = -25 до 55ºC.